【文章內(nèi)容簡介】 合器雖然實現(xiàn)軟啟動與功率平衡，但還需研制適合長距離的無級液力調(diào)速裝置。當(dāng)單機功率500 kW時，可控CST軟起動顯示出優(yōu)越性。由于可控軟起動是將行星齒輪減速器的內(nèi)齒圈與濕式磨擦離合器組合而成（即粘性傳動）。通過比例閥及控制系統(tǒng)來實現(xiàn)軟起動與功率平衡，其調(diào)節(jié)精度可達98% 以上。但價格昂貴，急需國產(chǎn)化。（二） 技術(shù)性能上差距我國皮帶運輸機的主要性能與參數(shù)已不能滿足高產(chǎn)高效礦井的需要，尤其是順槽可伸縮皮帶運輸機的關(guān)鍵元部件及其功能如自移機尾、高效儲帶與張緊裝置等與國外有著很大差距。⑴裝機功率 我國工作面順槽可伸縮皮帶運輸機最大裝機功率為4250 kW，國外產(chǎn)品可達4970 kW，國產(chǎn)皮帶運輸機的裝機功率約為國外產(chǎn)品的30%～40%，固定皮帶運輸機的裝機功率相差更大。 ⑵運輸能力 我國皮帶運輸機最大運量為3000 t/h，國外已達5500 t/h。⑶最大輸送帶寬度 我國皮帶運輸機為1400 mm，國外最大為1830 mm。⑷帶速 由于受托輥轉(zhuǎn)速的限制，我國皮帶運輸機帶速為4m/s，國外為5m/s以上。⑸工作面順槽運輸長度 我國為3000 m，國外為7300m。⑹自移機尾 隨著高產(chǎn)高效工作面的不斷出現(xiàn)，要求順槽可伸縮皮帶運輸機機尾隨著工作面的快速推進而快速自移。國內(nèi)自移機尾主要依賴進口，主要有2種：（a）隨轉(zhuǎn)載機一起移動的由英國LONGWALL公司生產(chǎn)的自移機尾裝置。（b）德國DBT公司生產(chǎn)的自移機尾裝置。前者只有一個推進油缸，后者則有2個推進油缸。 m的輸送機上，缺點是自移機尾輸送帶的跑偏量太小，糾偏能力弱，剛性差。德國生產(chǎn)的自移機尾在國內(nèi)使用效果優(yōu)于前者，水平、垂直2個方向均有調(diào)偏油缸，糾偏能力強。因此，前者還需完善，后者則需研制。但對自移機尾的要求是共同的，既要滿足輸送機正常工作時防滑的要求，又要滿足在輸送機不停機的情況下實現(xiàn)快速自移。⑺高效儲帶與張緊裝置 我國采用封閉式儲帶結(jié)構(gòu)和絞車紅緊為主，張緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時，托輥小車不自移，需人工推移，檢修麻煩。國外采用結(jié)構(gòu)先進的開放式儲帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動張緊設(shè)備，托輥小車能自動隨輸送帶伸縮到位。輸送帶有易跑偏，不會出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。⑻輸送機品種 機型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分發(fā)揮其效能，如拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ?，做到一機多用；另外，我國煤礦的地質(zhì)條件差異很大，在運輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會出現(xiàn)一些特殊要求，如彎曲、大傾角（+25176。）直至垂直提升等，應(yīng)開發(fā)特殊型專用機種皮帶運輸機。（三） 可靠性、壽命上的差距⑴輸送帶抗拉強度 我國生產(chǎn)的織物整芯阻燃輸送帶最高為2500 N/mm，國外為3150 N/mm。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為4000 N/mm，國外為7000 N/mm。⑵輸送帶接頭強度 我國輸送帶接頭強度為母帶的50%～65%，國外達母帶的70%～75%。⑶托輥壽命 我國現(xiàn)有的托輥技術(shù)與國外比較，壽命短、速度低、阻力大，而美國等使用的新型注油托輥，其運行阻力小，軸承采用稀油潤滑，大大地提高了托輥的使用壽命，并可作為高速托輥應(yīng)用于皮帶運輸機上，使用面廣，經(jīng)濟效益顯著。我國輸送機托輥壽命為2萬h，國外托輥壽命5～9萬h，國產(chǎn)托輥壽命僅為國外產(chǎn)品的30%～40%。⑷輸送機減速器壽命 我國輸送機減速器壽命2萬h，國外減速器壽命7萬h。 ⑸皮帶運輸機上下運行時可靠性差（四） 控制系統(tǒng)上差距⑴驅(qū)動方式 我國為調(diào)速型液力偶合器和硬齒面減速器，國外傳動方式多樣，如BOSS系統(tǒng)、CST可控傳動系統(tǒng)等，控制精度較高。⑵監(jiān)控裝置 國外輸送機已采用高檔可編程序控制器PLC，開發(fā)了先進的程序軟伯與綜合電源繼電器控制技術(shù)以及數(shù)據(jù)采信、處理、存儲、傳輸、故障診斷與查詢等完整自動監(jiān)控系統(tǒng)。我國輸送機僅采用了中檔可編程序控制器來控制輸送機的啟動、正常運行、停機等工作過程。雖然能與可控啟（制）支裝置配合使用，達到可控啟（制）動、帶速同步、功率平衡等功能，但沒有自動臨近裝置，沒有故障診斷與查詢等。⑶輸送機保護裝置 國外皮帶運輸機除安裝防止輸送帶跑偏、打滑、撕裂、過滿堵塞、自動灑水降塵等保護裝置外，近年又開發(fā)了很多新型監(jiān)測裝置：傳動滾筒、變向滾筒及托輥組的溫度監(jiān)測系統(tǒng)；煙霧報警及自動消防滅火裝置；纖維織輸送帶縱撕裂及接頭監(jiān)測系統(tǒng)；防爆電子輸送帶秤自動計量系統(tǒng)。這些新型保護系統(tǒng)我國基本處于空白。而我國現(xiàn)有的打滑、堆煤、溜煤眼滿倉保護，防跑偏、超溫灑水，煙霧報警裝置的可靠性、靈敏性、壽命都較低。 煤礦皮帶運輸機技術(shù)的發(fā)展趨勢（一） 設(shè)備大型化、提高運輸能力為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，皮帶運輸機的輸送能力要加大。長距離、高帶速、大運量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢，也是高產(chǎn)高效礦井運輸技術(shù)的發(fā)展方向。在今后的10a內(nèi)輸送量要提高3000～4000 t/h，還速提高至4～6m/s，輸送長度對于可伸縮皮帶運輸機要達到3000m。對于鋼繩芯強力皮帶運輸機需加長至5000m以上，單機驅(qū)動功率要求達到1000～1500 kW，輸送帶抗拉強度達到6000 N/mm（鋼繩芯）和2500 N/mm（鋼繩芯）。尤其是煤礦井下順槽可伸縮輸送技術(shù)的發(fā)展，隨著高產(chǎn)高效工作面的出現(xiàn)及煤炭科技的不斷發(fā)展，原有的可伸縮皮帶運輸機，無論是主參數(shù)，還是運行性能都難以適應(yīng)高產(chǎn)高效工作面的要求，煤礦現(xiàn)場急需主參數(shù)更大、技術(shù)更先進、性能更可靠的長距離、大運量、大功率順槽可伸縮皮帶運輸機，以提高我國皮帶運輸機技術(shù)的設(shè)計水平，填補國內(nèi)空白，接近并趕上國際先進工業(yè)國的技術(shù)水平。其包含7個方面的關(guān)鍵技術(shù)：⑴皮帶運輸機動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)；⑵軟起動與功率平衡技術(shù)；⑶中間驅(qū)動技術(shù)；⑷自動張緊技術(shù)；⑸新型高壽命高速托輥技術(shù)；⑹快速自移機尾技術(shù)；⑺高效儲帶技術(shù)。（二） 提高元部件性能和可靠性設(shè)備開機率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開發(fā)研究新的技術(shù)和元部件，如高性能可控軟起動技術(shù)、動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)、高效貯帶裝置、快速自移機尾、高速托輥等，使皮帶運輸機的性能得到進一步的提高。（三） 擴大功能，一機多用化拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ?，做到一機多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益。開發(fā)特殊型皮帶運輸機，如彎曲皮帶運輸機、大傾角或垂直提升輸送機等。2 皮帶運輸機的設(shè)計計算皮帶運輸機的設(shè)計計算，應(yīng)具有下列原始數(shù)據(jù)及工作條件資料：（1）皮帶運輸機的使用地點及工作環(huán)境；（2）所運物料的名稱和輸送能力；（3）所運物料的性質(zhì)；（4）裝載和卸載情況；（5）給料點數(shù)目和位置；（6）輸送機布置形式和尺寸，即輸送機系統(tǒng)綜合布置形式、地形條件和供電情況、輸送距離、上運或下運、提升高度、最大傾角等；（7）裝置布置形式，是否需要設(shè)置制動器；原始參數(shù)和工作條件：（1）輸送物料：原煤（2）皮帶運輸機：運距：300m；傾斜角：β=2176。；最大運量:2000t/h（3）物料特性：粒度：0～200mm；密度：；在輸送帶上堆積角：ρ=20176。（4）工作環(huán)境：井下；環(huán)境溫度：40℃初步確定輸送機布置形式，如圖31所示：圖31 傳動系統(tǒng)圖 帶速選擇原則：(1)輸送量大、輸送帶較寬時，應(yīng)選擇較高的帶速。(2)較長的水平輸送機，應(yīng)選擇較高的帶速；輸送機傾角愈大，輸送距離愈短，則帶速應(yīng)愈低。(3)物料易滾動、粒度大、磨琢性強的，或容易揚塵的以及環(huán)境衛(wèi)生條件要求較高的，宜選用較低帶速。(4)一般用于給了或輸送粉塵量大時，~1m/s；或根據(jù)物料特性和工藝要求決定。(5)人工配料稱重時。(6)采用犁式卸料器時。(7)采用卸料車時，；當(dāng)輸送細碎物料或小塊料時。(8)有計量秤時，帶速應(yīng)按自動計量秤的要求決定。(9)輸送成品物件時。帶速與帶寬、輸送能力、物料性質(zhì)、傾角大，帶速應(yīng)低；下運時，帶速更應(yīng)低；水平運輸時，當(dāng)采用犁式卸料車時，表31傾斜系數(shù)k選用表傾角(176。)≤2468101214161820k輸送機的工作傾角為2176。；查DTⅡ皮帶運輸機選用手冊（表21）(此后凡未注明均為該書)得k=1按給定的工作條件,取原煤的堆積角為20176。；原煤的堆積密度為900kg/；； 按給定的工作條件,取原煤的堆積角為20176。；原煤的堆積密度按900kg/；輸送機的工作傾角β=2176。；皮帶運輸機的最大運輸能力計算公式為= （）式中：——輸送量（； ——帶速（； ——物料堆積密度（）； S——在運行的輸送帶上物料的最大堆積面積（）； k——輸送機的傾斜系數(shù)；將各參數(shù)值代入上式, 可得到為保證給定的運輸能力,帶上必須具有的截面積S=/()=480/(10001)=圖32 槽形托輥的帶上物料堆積截面表32槽形托輥物料斷面面積S槽 角λ帶寬B=500mm帶寬 B=650mm帶寬 B=800mm帶寬B=1000mm動堆積角ρ20176。動堆積角ρ30176。動堆積角ρ20176。動堆積角ρ30176。動堆積角ρ20176。動堆積角ρ30176。動堆積角ρ20176。動堆積角ρ30176。30176。35176。40176。45176。查表32, 輸送機的承載托輥槽角35176。，物料的堆積角為20176。時，帶寬為800 ，此值大于計算所需要的堆積橫斷面積,據(jù)此選用寬度為800mm的輸送帶能滿足要求。經(jīng)如上計算,確定選用帶寬B=800mm,680S型煤礦用阻燃輸送帶。680S型煤礦用阻燃輸送帶的技術(shù)規(guī)格：縱向拉伸強度680N/mm；帶厚8mm。 輸送大塊散狀物料的輸送機，需要按（）式核算，再查表 （）式中——最大粒度，mm。表33不同帶寬推薦的輸送物料的最大粒度mm帶寬6508001000120014001600最大塊度150200300350350350計算：B=8002200＋200=600故輸送帶寬滿足輸送要求。 （1）所有長度（包括L〈80m〉） 傳動滾筒上所需圓周驅(qū)動力為輸送機所有阻力之和，可用式（）計算： （）式中——主要阻力，N；——附加阻力，N；——特種主要阻力，N；——特種附加阻力，N；——傾斜阻力，N。五種阻力中，、是所有輸送機都有的，其他三類阻力，根據(jù)輸送機側(cè)型及附件裝設(shè)情況定，由設(shè)計者選擇。（2）對機長大于80m的皮帶運輸機，附加阻力明顯的小于主要阻力，可用簡便的方式進行計算，不會出現(xiàn)嚴重錯誤。為此引入系數(shù)C作簡化計算，則公式變?yōu)橄旅娴男问剑? （）式中——與輸送機長度有關(guān)的系數(shù)，在機長大于80m時，可按式（）計算，或從表查取 （）式中——附加長度，一般在70m到100m之間；——系數(shù)。查〈〈DTⅡ（A）型皮帶運輸機設(shè)計手冊〉〉表25即本說明書表34表34系數(shù)CL80100150200300400500600CL70080090010001500200025005000C 輸送機的主要阻力是物料及輸送帶移動和承載分支及回程分支托輥旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生阻力的總和。可用式（）計算： （）式中——模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件及制造安裝水平?jīng)Q定，一般可按表查取。——輸送機長度（頭尾滾筒中心距），m；——重力加速度；β——皮帶運輸機傾斜角；初步選定托輥為DTⅡ6205/C4，查《DTⅡ(A)型帶式輸送機設(shè)計手冊》表27，上托輥間距＝，下托輥間距＝３m， 上托輥槽角35176。，下托輥槽角０176?！休d分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量，kg/m，用式（）計算 （）其中——承載分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分重量，kg；——承載分支托輥間距，m；托輥已經(jīng)選好，知 計算：== kg/m——回程分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m，用式（）計算： （）其中——回程分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量——回程分支托輥間距，m；kg計算：== kg/m ——每米長度輸送物料質(zhì)量 = kg/m ——每米長度輸送帶質(zhì)量，kg/m，= =200[++（2+）cos0176。]=8688 N模擬摩擦系數(shù)值應(yīng)根據(jù)表35選取。取=。表35 阻力系數(shù)輸送機工況工作條件和設(shè)備質(zhì)量良好，帶速低，物料內(nèi)摩擦較小～工作條件和設(shè)備質(zhì)量一般，帶速較高，物料內(nèi)摩擦較大～工作條件惡劣、多塵低溫、濕度大，設(shè)備質(zhì)量較差，托輥成槽角大于等于35176。～ 主要特種阻力包括托輥前傾的摩擦阻力和被輸送物料與導(dǎo)料槽攔板間的摩擦阻力兩部分，按式（）計算：+ （）按式（）或式（）計算：（1） 三個等長輥子的前傾上托輥時 （）（2） 二輥式前傾下托輥時